Электроды для потенциометрии, электрохимический метод анализа

Электроды для потенциометрии

В качестве стандартного электрода сравнения повсеместно принят нормальный водородный электрод, потенциал которого условно приравнен нулю при любой температуре и при давлении газообразного водорода 1013 гПа (760 мм рт. ст.). Однако из-за трудоемкости приготовления водородного электрода и необходимости соблюдать постоянство концентрации ионов водорода в процессе измерения pH на практике используют другие электроды сравнения.

Наиболее распространенными электродами сравнения являются каломельный и проточный хлорсеребряный электроды.

Потенциал каломельного электрода, который состоит из небольшого количества ртути, покрытой тонким слоем каломели Hg2Cl2 и погруженной в раствор хлорида калия (рис. 197), зависит только от концентрации хлорида калия и температуры.

Имеются три различных каломельных электрода: насыщенный, в котором водный раствор насыщен КСl; нормальный - заполненный 1 н. раствором КСl, и децинормальный - заполненный 0,1 н. раствором КСl. При 20 °С потенциалы этих трех электродов по отношению к нормальному водородному электроду равны соответственно 0,2444, 0,2815 и 0,3340 В.

Хлорсеребряный электрод сравнения аналогичен каломельному, только вместо металлической ртути в нем используется металлическое серебро, а вместо каломели - хлорид серебра. Если используется насыщенный раствор КС1, то потенциал хлор-серебряного электрода при 25 °С равен 0,1988 В. Потенциал отечественных хлорсеребряных электродов сравнения ЭВЛ-1М3, ЭВЛ-1М1, ЭХСВ-1 относительно нормального водородного электрода при 20 °С равен 0,201 ±0,003 В.

Электрод сравнения соединяют с измерительными электродами через электролитический ключ-трубку, заполненную насыщенным раствором КСl и заканчивающуюся пористой перегородкой.

Возникшую между электродами э.д.с. можно измерить различными способами. Наибольшее распространение получил метод непосредственного измерения с помощью рН-метров (прямая потенциометрия).

В качестве индикаторных электродов используют различные электроды, потенциал которых является функцией активности ионов водорода. Практически чаще всего используют стеклянные мембранные электроды.

На рис. 198 показан один из таких электродов. Тонкостенная колба из специального стекла, обладающего высокой чувствительностью к активности ионов водорода в растворе, прикреплена к нижней части стеклянной трубки. Внутри колбы находится 0,1 М раствор соляной кислоты. В него погружена серебряная проволока, покрытая слоем AgCl. Проволока проходит через трубку, заполненную смолой; ее верхний конец обеспечивает контакт с внешней цепью.